¿Por qué la placa de microondas comienza en una dirección aleatoria?

... o qué tipo de motor se usa allí?

Encontré este tipo de motor, generalmente alimentado con CA de bajo voltaje (~ 12V), pero a veces con 230V, en varios dispositivos que requieren una rotación muy lenta y, a veces, un impulso justo: una lámpara que cambia de color, la placa de microondas, un batidora de helado ...

La propiedad divertida de esto es que elige la dirección de inicio al azar y sigue girando en esa dirección hasta que se apaga, pero nunca enfrenté una situación en la que se quedaría atascado en la posición de "equilibrio inestable".

Entonces, ¿qué es este tipo de motor y por qué se comporta de esa manera?

El motor tiende a ser un motor de CA síncrono barato. El diseño utiliza el cambio en la polaridad de CA (pasando de fases positivas a negativas y viceversa) para crear un campo magnético en una bobina, que interactúa con un imán permanente multipolar. A medida que la polaridad magnética cambia en la bobina, el imán se mueve en consecuencia (los opuestos se atraen). Una vez que se mueve, es más fácil que los polos magnéticos se atraigan. El imán permanente está unido a un eje, que atraviesa múltiples engranajes para reducir las rotaciones y aumentar el par.

Primero, el centro del motor es una placa. Debajo hay una bobina en una bobina de plástico. Ahora observe el agujero marcado 1. Tiene aletas. Algunos provienen de la parte inferior de la carcasa del motor, otros de la placa que oculta la bobina. Esa placa tomará el campo magnético desde la parte superior de la bobina y lo pasará a las aletas conectadas a ella. La carcasa inferior tomará el campo magnético desde el fondo de la bobina y lo pasará a las aletas conectadas a ella. Estas aletas alternas crean los estatores del motor síncrono.

La bobina y las aletas se pueden ver en este video:

https://www.youtube.com/watch?v=CzhcJDqQ_h0

Hay dos razones para que el motor cambie de dirección. El primero es que el motor es barato y no se agregó nada para forzarlo a ir en una dirección. Por lo general, los motores más caros, uno de los engranajes tendrá una muesca de parada, que evitará que retroceda. Pararía el motor durante la mitad de la fase de CA y luego continuaría como debería, si arranca de la manera incorrecta.

Las razones más relevantes son dobles. Primero, las aletas que hacen que los estatores del motor no tengan el mismo tamaño. Esto es para evitar que el motor se atasque, retroceda y se fuerce con el mismo par. (Si empuja un automóvil hacia un lado, y luego lo empuja hacia el otro lado con la misma fuerza y ​​distancia exactas, el automóvil nunca se moverá desde ese punto, solo se balanceará suavemente hacia adelante y hacia atrás). Dado que el imán permanente puede detenerse entre estas aletas de tamaño desigual, la próxima vez que se inicie, se tirará de una manera u otra. Y dado que el motor podría arrancar en cualquier parte de la fase de CA, por lo que, dependiendo de la orientación del imán en comparación con el campo magnético del estator, podría ser arrastrado de una manera u otra.

El motor económico TLDR sin engranaje de parada direccional, tolerancias sueltas, dimensionamiento desigual de la aleta / estator y una fase de arranque CA positiva o negativa incierta conduce al motor al arranque aleatorio en cualquier dirección

Se pueden usar tres tipos de motor, los cuales podrían hacer esto. Uno de estos (el motor síncrono) se usa aquí y es un subconjunto del motor de CC sin escobillas. (Un nombre inapropiado ya que no se utiliza CC pura en el motor propiamente dicho en un BLDCM).

El tipo de motor real es un motor síncrono, identificado correctamente por jpa. El motor síncrono es un caso especial del BLDCM (motor de CC sin escobillas) que describo a continuación. En el caso general, un BLDCM genera un campo de CA a partir de una fuente de CC, ya sea un campo de frecuencia fija que el rotor sigue a velocidad fija, O de una fuente de frecuencia variable cuya frecuencia se basa en la velocidad actual del rotor y se aplica de tal manera que el rotor "persigue" el campo que se deriva de su propio movimiento. (El plomo / muchacho de fase permite el cambio de velocidad, otro tema). En el motor síncrono que se ve aquí, hay una bobina con un eje de devanado vertical cuando el motor se encuentra plano sobre una superficie. La bobina se conecta a (en este caso, CA de bajo voltaje a través de un transfómero) de la red de alimentación de CA, por lo que alternativamente produce magnetización NS o SN a lo largo de su eje. Los polos se crean agregando placas con múltiples pestañas radiales: cada pestaña es un polo. A medida que la bobina cambia NS, SN, NS, las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el NSNSNS ... el patrón se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Inicialmente, estos bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y repelido a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. NS las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el patrón NSNSNS ... se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Estos inicialmente bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y empuja a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. NS las pestañas alternativas son todas N o todas S y a medida que el campo cambia, el patrón NSNSNS ... se mueve en pasos alrededor de la circunferencia. El rotor tiene polos de imanes permanentes N y S. Inicialmente, estos bajan en la fase opuesta a los polos del estator y cuando estos invierten la polaridad, el rotor es atraído Y repelido a una posición a una pestaña de distancia. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace. Sin embargo, si es completamente simétrico, un polo N en el rotor podría ser atraído hacia la S a su "izquierda" o hacia la S a su derecha. Al girar, tendrá preferencia por el poste en su dirección de movimiento, pero, como arranque, podría ir en cualquier dirección. Y lo hace.

La polaridad del polo del estator retrocede sucesivamente

NSNSNS ...
SNSNSN ...
NSNSNS ...

El rotor sigue los cambios del estator

(1) Desde aquí

   NS     <- rotor in position 3-4
 SNSNSNSN <- Stator

(2a) Hasta aquí es válido

  NS      <- rotor moves left to position 2-3
 NSNSNSN  <- Stator changes polarity from (1) 

(2b) Pero, así es:

    NS     -> rotor moves right to position 4-5  
 NSNSNSNSN <- Stator changes polarity from (1)

En este caso no hay CC: el campo se suministra desde la red de CA y el rotor "persigue" el campo de CA giratorio.

Tipos de motor:

(1) Lo más habitual en el pasado: tradicionalmente se puede usar un motor de "polo sombreado" donde se usa un "cuerpo" para distorsionar el campo magnético de un devanado de campo de tal manera que se produce un "vector" magnético giratorio que produce El rotor sigue. Se produce una derivación magnética con un giro del conductor en el espacio de aire en el núcleo de acero en el que se enrolla la bobina de campo. Cuando se aplica la potencia por primera vez, la posición del rotor con respecto al espacio de aire hará que se gire en una u otra dirección y una vez que el movimiento haya comenzado, el campo giratorio que resulta refuerza ese movimiento.

Los motores de polo sombreado son simples, baratos y han existido por casi siempre.

Excelente introducción a los motores de poste sombreados : video de You Tube. 8 minutos

Motores de poste sombreados - Wikipedia

(2) Se puede utilizar un motor de CC sin escobillas (BLDCM).

El motor síncrono descrito anteriormente es un subconjunto simple de caso especial de un BLDCM. En ambos casos, un rotor de imán permanente sigue un campo rotativo de corriente alterna. En un BLDCM 'verdadero', el campo suele generarse electrónicamente cambiando DC. En estos motores síncronos simples, el campo giratorio se suministra desde la red de CA a través de un transformador.

Los motores que necesitan un arranque rápido y limpio usan sensores magnéticos que brindan retroalimentación absoluta sobre la dirección y la velocidad. Los motores que deben girar en la dirección correcta (p. Ej., Motor de accionamiento de disco) pueden usar sistemas sin sensores que derivan los voltajes EMF de los devanados del motor, PERO los circuitos están incluidos para verificar la rotación y ajustar la alimentación si la dirección comienza incorrectamente. Los sistemas que no se preocupan por la dirección y que quieren el menor costo solo usan un sistema sin sensores y aceptan lo que viene.

Es un motor de CA síncrono . Girará a una velocidad precisa en relación con la frecuencia de CA (50 Hz o 60 Hz). Esto es útil para mantener constante la velocidad de centrifugado bajo cargas variables, como en un horno microondas.

Desde el enlace de Wikipedia anterior:

Es posible un devanado del estator monofásico (o bifásico derivado de una fase), pero en este caso la dirección de rotación no está definida y la máquina puede arrancar en cualquier dirección a menos que las disposiciones de arranque lo impidan.

Tuve un problema similar con mi plato giratorio de microondas electrolux girando cuando la puerta se abrió y se detuvo cuando se cerró. Además, mientras gira, podría forzarlo en la dirección opuesta. Después de verificar los 3 microinterruptores de seguridad que se encontraron bien. He notado que la polaridad de la red, el intercambio en vivo y neutral influye en esto. Los enchufes de red que tengo son europeos, por lo que el enchufe se puede insertar de cualquier manera, no como el tipo de EE. UU. O Reino Unido. Esto me ha sorprendido de que algunos equipos de cocina pueden ser sensibles a la polaridad.